Comprensió de la dinàmica del relé de sobretensió d'oli

Imagineu-vos una olla a pressió sense vàlvula de seguretat sense soroll. Un petit problema pot convertir-se en un gran auge molt ràpid. Ara imagineu-vos el mateix perill, però a nivell industrial, dins d'aquells grans transformadors d'acer asseguts dalt dels pals de serveis o en aquelles subestacions tancades. Aquests cavalls de batalla silenciosos gestionen el flux d'electricitat a les nostres llars i empreses, però tota aquesta potència comporta algun risc.

Dins d'aquestes caixes enormes, només una fallada elèctrica, una cosa tan petita i ràpida com un llamp intern, podria ser desastrosa. Tots sabem que l'electricitat i el petroli són una barreja perillosa i, en realitat, si hi hagués un problema es crearia una potent ona de pressió que podria trencar el dipòsit del transformador. Podria provocar incendis costosos, grans talls d'electricitat i reparacions llargues que afecten a molta gent.

Què impedeix que un transformador multimilionari-es converteixi en un perill? No és una cosa d'ordinador fantàstica, sinó un protector mecànic intel·ligent i sovint oblidat. Un relé de sobretensió d'oli, que és dedicatdispositiu de protecció contra sobretensions del transformador, l'únic propòsit del qual és sentir aquesta violenta pressa interna i tallar-ho tot en una fracció de segon, aturant el desastre abans que comenci. I és només una petita cosa que fa una gran feina per protegir els transformadors de trencar-se, i és com un heroi desconegut per a tot el nostre sistema d'alimentació. I és per què s'omplen aquests transformadors i què passa quan fallen. Aquest vigilant ocult està de servei fent la seva feina més important com aun protector contra sobretensions per als transformadorsde manera que el poder de què confiem diàriament seguirà fluint sense problemes.

Estic segur que heu vist aquells hummers tranquils en un pati tancat o asseguts al damunt d'un pal de llum, grans caixes metàl·liques grises que semblen vigilar la nostra electricitat. Aquestes parts clau de l'equip s'anomenentransformadors, i fan una de les feines més importants de tota la xarxa elèctrica. Sense ells, l'electricitat feta lluny no podria entrar mai a casa teva.

El transformador és com la transmissió de la xarxa elèctrica. Com un cotxe té diferents marxes per anar o conduir per l'autopista, l'electricitat necessita diferents quantitats de pressió (tensió) per a diferents parts del seu viatge. La feina del transformador és prendre la tensió i "augmentar-la" a un nivell molt alt per viatjar a llargues distàncies de manera eficient, i després "baixar-la" a un nivell molt més baix i més segur quan arribi a casa.

I això passa durant tot el viatge de l'electricitat. A prop d'una central elèctrica, un gran transformador fa que la tensió pugi molt, de manera que es pot fer un llarg viatge a través del país amb cables molt grans, i posa tot en "alta velocitat" per perdre menys energia. Aleshores, quan arriba al teu poble i barri, hi ha un munt de transformadors més petits, com els que pots veure al carrer, que a poc a poc baixen la tensió. I finalment es redueix a una cosa prou segura com per connectar la torradora i el televisor. Al cap i a la fi, són els guardians silenciosos i vitals que fan que el nostre modern sistema elèctric funcioni, assegurant-se que el suc sigui bo i segur. Però tractar amb una potència elèctrica tan gran crea una gran quantitat de calor i perill dins d'aquesta caixa metàl·lica. I ara una nova pregunta: per què aquestes màquines-d'alta tensió contenen tants milers de galons d'oli?

Omplir una caixa plena de totes aquelles peces elèctriques d'alta tensió amb milers de galons d'alguna cosa que es podria incendiar sembla una mica estrany. Però l'oli mineral especial que es troba dins d'un transformador és l'heroi no reconegut que permet que aquesta peça de maquinària funcioni correctament i amb seguretat. No és com l'oli del motor del teu cotxe, és un fluid molt especial que fa dues coses importants alhora. Sense ell, la majoria dels grans transformadors s'escalfarien massa i deixarien de funcionar aviat.

El primer és que el transformador s'ha de mantenir fresc. Només l'acte de tractar i alterar tanta energia elèctrica produeix una gran quantitat de calor. L'oli serveix com a refrigerant, flueix contínuament i elimina la calor intensa de les parts centrals del transformador. És com el sistema de radiadors del teu cotxe que elimina la calor del motor per evitar que s'escalfi massa. L'oli d'un transformador fa el mateix, només per a un sistema elèctric que pot alimentar moltes cases.

Mentrestant, l'oli també juga un altre paper molt important. Les peces d'alta tensió dins del transformador estan a prop les unes de les altres. Sense una barrera, la forta electricitat pot saltar o arc fàcilment entre ells, cosa que provocaria un gran curtcircuit. I aquí és quan l'oli fa la seva segona cosa.

L'oli de transformador té dues funcions principals:

Refrigeració: Absorbeix i elimina contínuament l'alta temperatura produïda pel nucli del transformador.

Aïllament: Funciona com un aïllant molt bo, evitant que l'electricitat salti a llocs on se suposa que no hauria de fer-ho. L'aigua no es pot comparar amb aquest oli perquè no porta electricitat, per la qual cosa és fantàstic per protegir aquelles parts que són colpejades per molts volts.

Amb aquests dos, l'oli és la sang del transformador, el manté fresc i sota control. Això fa que l'oli sigui el millor per veure què passa dins de la màquina. I aleshores, si tinguéssim un gran error com un llamp intern en un d'aquests dipòsits de petroli, aquest esdeveniment violent sobtat és el que el relé de sobretensió del petroli buscaria.

L'oli del transformador és bo però no perfecte. No pot aturar tots els errors possibles. En el fons de la maquinària d'alta tensió hi ha la possibilitat que es produeixin errors interns. Penseu en això com un llamp contingut, un curtcircuit ràpid i contundent on l'electricitat s'allibera i salta pel petroli. No és una espurna suau, sinó una explosió d'energia que converteix l'oli proper en vapor immediatament, fent que una gran bombolla d'aire calent s'expandeixi ràpidament. Aquest és l'esdeveniment, el "bang" que inicia el fracàs catastròfic.

I on més anirien malament? Una fallada pot ocórrer en qualsevol lloc, però sobretot al compartiment especial separat que conté elActivat-Carrega el canviador de tocs (OLTC). Transformer és el cor de la xarxa, OLTC és la seva caixa de canvis. Per fer canvis petits i exactes a la tensió durant tot el dia perquè la potència es mantingui constant. Com a única part principal del transformador amb peces mòbils, suporta una tensió mecànica contínua i és la causa més freqüent d'errors interns tan perillosos.

L'energia d'aquest arc elèctric és immediata i gran, converteix la falla en un petit boom submarí. La bombolla de gas que s'expandeix ràpidament allunya amb força el petroli que l'envolta. Una ona-molt forta i ràpida: no és una ondulació suau, sinó un corrent d'oli que surt del compartiment OLTC i a través d'una canonada de connexió cap al dipòsit principal del transformador. I llavors l'augment és el primer senyal físic que va passar alguna cosa realment dolenta. Tot això, des de la falla fins a l'augment, passa més ràpid del que pots parpellejar. L'augment del petroli és l'últim crit d'ajuda dels transformadors, un signe físic d'un desastre imminent. El problema és que aquest senyal es mou a un ritme sorprenent, de manera que qualsevol cosa que el protegeixi ha de reaccionar amb la mateixa rapidesa. Aquesta violenta ràfega d'oli és precisament el que està fet per trobar el relé de sobretensió d'oli, que serveix com a primera i més ràpida línia de protecció.

Davant d'un augment del petroli que s'accelera, no cal una solució complexa, només cal que sigui ràpid. El relé de sobretensió d'oli és una cosa molt senzilla, es troba a la canonada entre OLTC i el tanc del transformador principal. La seva part principal és una aleta o paleta forta que està acuradament equilibrada, de manera que ignorarà el moviment normal de l'oli, però entrarà en acció si alguna cosa no funciona. I només s'asseu allà tot el dia i tota la nit esperant que passi aquella cosa en particular.

Quan aquesta violenta ràfega d'oli d'una falla interna arriba a trencar la canonada, xoca contra aquesta paleta. Com quan una ràfega de vent obre una porta de pantalla que no estava tancada: és sobtada i potent. El pàdel surt allà mateix i és empès per aquest interruptor elèctric petit i fort. No fa cap anàlisi ni mesura; és només la força física bruta de la pujada d'oli que fa tot el treball, activant mecànicament l'interruptor en menys d'un segon.

Aquest interruptor és l'únic que fa aquest relé, però fa una gran diferència. El relé en si no pot aturar el flux d'electricitat al transformador. En canvi, activar l'interruptor envia un senyal elèctric urgent a un dispositiu molt més gran i molt més potent: l'interruptor principal. El relleu és com l'observador, el vigilant que veu el perill. L'interruptor és el guardià fort que pren mesures basades en l'avís. Del relé al interruptor és una regla bàsica de com es protegeix tota la nostra xarxa elèctrica. En un instant, l'interruptor rep el missatge de "disparació" i s'obre, tallant l'alimentació al transformador. Elimina la falla interna de la seva font de combustible, evitant que la pressió explosiva empitjori. Desastre evitat. La reacció en cadena des d'una falla fins a una sobretensió fins a un viatge de paleta fins a l'acció del senyal a l'interruptor evita incendis o fallades catastròfiques, estalvia equips de diversos-milions de dòlars i evita l'apagada generalitzada. Però és un especialista, fet només per als grans i sobtats. Què passa amb els lents i tranquils?.

El relé de sobretensió d'oli és bo per aturar grans problemes ràpidament, però no tot en un transformador és tan emocionant. Penseu en la xarxa de seguretat de la vostra llar, té un detector de fum per a un foc de combustió lenta i una alarma anti-robatori per a una entrada sobtada-. Protegeixen la mateixa casa però busquen perills molt diferents. Un transformador també necessita alguna cosa com aquesta defensa en capes, i el millor amic del relé de sobretensió d'oli és una altra cosa anomenada relé Buchholz.

Quan el relé de sobretensió d'oli troba una gran ona de pressió, el relé Buchholz és més o menys un detector de gas. Moltes fallades que es desenvolupen lentament dins del dipòsit principal del transformador, com una connexió que s'ha anat afluixant amb el pas del temps, no provoquen una gran sobrecàrrega. En canvi, "cuinen" suaument l'oli al seu voltant, fent bombolles de gas. Aquestes bombolles pugen i s'enganxen al relé Buchholz, que es posa a sobre de les canonades. Si hi ha massa gas recollit, emetrà una alarma, de manera que l'operador pot ser advertit d'un problema imminent molt abans que es converteixi en un desastre. És el "canari a la mina de carbó" per al transformador.

Així, tot i que tots dos són importants sistemes de protecció de transformadors, les seves funcions són completament diferents.

Relé Buchholz: "Detector de fuites lentes"És allà per a la detecció de bombolles de gas produïdes per petites falles que es desenvolupen al llarg del temps. Emet un avís primerenc, però normalment només activa una alarma en lloc d'apagar-ho tot immediatament.

Relé de sobretensió d'oli: The"Sensor d'explosió"Només reacciona a l'ona sobtada i violenta de pressió d'oli d'una fallada important i instantània, generalment al compartiment sensible-de l'aixeta. Només activarà instantàniament l'interruptor.

Aquests dos nois no són rivals, són un equip. El relé de Buchholz busca la combustió lenta, el relé de sobretensió del petroli està allà per a l'explosió instantània. Junts formen una xarxa de seguretat completa que troba tant problemes a foc lent com emergències-en tota regla. Per tant, aquesta associació s'assegura que un transformador molt car estigui fora de perill de molts tipus diferents de problemes al seu interior. Però, i si aquests relés estaven equivocats? Si un dispositiu de seguretat va donar una falsa alarma, per què?

De la mateixa manera que l'alarma d'un cotxe pot sonar cada vegada que passa un camió gran, encara que no estigui allà per protegir-vos, de vegades també es poden sonar accidentalment coses de seguretat. El relé de sobretensió d'oli és el mateix. S'ha fet per reaccionar fins i tot al més petit signe d'un incident de pressió violenta, de manera que pot ser provocat per alguna cosa que no sigui una avaria total. Com una petita bombolla d'aire enganxada dins del sistema d'oli, es podria empènyer a través de la canonada i produir una sacsejada sobtada que sembla una falla real. Un impacte físic important en el cos del transformador, diem que hi ha alguna construcció a prop, possiblement també podria provocar que el delicat mecanisme s'activi.

Aquesta sensibilitat extrema és a propòsit, un gran regal-i-entre ser segur i fàcil d'utilitzar. Com un detector de fum a la vostra cuina, preferiríeu que s'apagués de vegades perquè hi havia una torrada cremada en lloc d'apagar-se només si tota l'habitació estava en flames. Els enginyers configuren la sensibilitat del relé de sobretensió d'oli amb la mateixa lògica; és molt millor apagar el sistema innecessàriament unes quantes vegades que perdre's l'únic esdeveniment real que destruiria un transformador d'un milió-dòlar i provocaria un apagament. Una falsa alarma de tant en tant és només el cost d'una protecció gairebé perfecta.

Quan es dispara un relé, els tècnics de serveis públics no només tornen a activar l'interruptor. Es converteixen en detectius. El primer que fan en el seu procediment de prova és esbrinar si hi va haver un delicte. Prendran una mica d'aquest oli i comprovaran si hi ha gasos o canvis de color particulars: aquestes són la "empremta digital" química deixada per una falla elèctrica interna. I després miren el mateix relleu i miren el registre de dades del que va passar en el moment del viatge. Si tot torna bé i l'oli és nou com a nou, poden seguir endavant i dir que va ser un viatge fals, restablir-ho tot i intentar esbrinar per què va passar en primer lloc, potser deixant sortir una mica d'aire de les canonades que s'han enganxat a l'interior. Al final, aquestes poques alarmes falses no són un signe d'un sistema trencat, sinó que el guardià està despert i en alerta màxima. Els tècnics saben diferenciar entre un autèntic crit d'ajuda i un moment de socors. I aquest procés acurat s'assegura que quan s'apaga el relé de sobretensió, el tractem com si fos el gran problema, i es converteixi en una d'aquelles parts importants d'aquell mur amagat que ajuda a mantenir les nostres línies elèctriques segures i funcionant bé.

Els transformadors gegants escampats pel nostre paisatge no només formen part del paisatge. Són els cors forts de la xarxa elèctrica, plens de poders en moviment. A l'interior, on es gestiona tota la gran potència, hi ha un simple guardaespatlles mecànic que vigila el lloc més concorregut del transformador. La propera vegada que passeu per una subestació, us adonareu que una de les coses més senzilles que hi ha dins és també un dels protectors més vitals, preparat per respondre en qüestió de mil·lisegons a qualsevol problema.

Aquest guardià ocult és un símbol del treball intel·ligent però invisible realitzat pels enginyers que s'asseguren que el sistema elèctric funcioni bé. Igual que la vàlvula de seguretat d'una olla a pressió, el relé de sobretensió d'oli és una idea fàcil entre el funcionament habitual i una avaria terrible: un guardià silenciós que treballa dur per mantenir el nostre planeta il·luminat.

Contacta ara